CN113394367A - 一种浆料涂布方法及极片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种浆料涂布方法及极片。浆料涂布方法包括如下步骤：制备正极浆料和陶瓷浆料；将正极浆料和陶瓷浆料分别灌装在双腔双层涂布模头的两个腔体内；调整双腔双层涂布模头的涂布宽度和面密度并涂布极片。通过使用双腔双层涂布模头，避免了使用两台涂布机同时涂两种浆料的占用空间大的问题，同时双腔双层涂布模头可由一人操作，减少用人成本。由于双腔双层涂布模头分别从不同腔室内流出，涂布过程中不会出现串料的风险。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种浆料涂布方法及极片。
背景技术
目前，现有技术中关于浆料的涂布的工艺方法有很多种，但是能够同时在集流体的一侧涂敷两种不同类型浆料的方法却很少。尽管现有技术中采用两个涂布装置来进行集流体同一侧同时涂布，但是该种方法会导致涂布车间占用空间大，涂布操作员增加，涂布难度大，且在涂布时易发生串料风险；而采用螺杆泵输送陶瓷浆料，陶瓷浆料出料口采用手动旋转阀控制流量，精度较低。
因此，亟需一种浆料涂布方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种浆料涂布方法及极片，能够解决现有技术中使用两台涂布机同时涂布两种浆料占用空间大的问题，同时节省人工成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种浆料涂布方法，包括如下步骤：
制备正极浆料和陶瓷浆料；
将正极浆料和陶瓷浆料分别灌装在双腔双层涂布模头的两个腔体内；
调整双腔双层涂布模头的涂布宽度和面密度并涂布极片。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，制备正极浆料包括如下步骤：
将粘结剂和NMP混合制备成第一胶液溶液；
将LFP和导电剂投入搅拌缸中混合以获得第一混合溶液；
在所述第一混合溶液中加入部分所述第一胶液溶液并搅拌；
将剩余的所述第一胶液溶液加入搅拌缸中继续搅拌以获得正极浆料；
将获得的所述正极浆料过滤待涂布使用。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述正极浆料以质量百分比计算包括：LFP96.2-97.2％，导电剂0.7-1.8％，粘结剂1.5-2.5％，其中，总质量为100％。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述LFP和所述导电剂在搅拌缸中搅拌30-60min；
在所述第一混合溶液中加入30％-60％的第一胶液溶液搅拌，且搅拌时间为60-180min，剩余的所述第一胶液溶液加入搅拌缸中继续搅拌时间为60-90min，所述正极浆料细度＜8μm，粘度为10000-25000cp。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述LFP和所述导电剂混合时，所述LFP分两次投入所述导电剂中。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，制备所述陶瓷浆料包括如下步骤：
将粘结剂和NMP混合制备成第二胶液溶液；
在所述第二胶液溶液内加入NMP搅拌混合获得第二混合溶液；
在所述第二混合溶液中加入陶瓷粉搅拌；
在加入陶瓷粉的所述第二混合溶液中继续加入陶瓷粉搅拌获得陶瓷浆料；
将所述陶瓷浆料过滤待涂布使用。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述陶瓷浆料以质量百分比计算包括：陶瓷粉10-45％，所述第二胶液溶液61-65％，NMP 3-7.1％，其中总质量为100％；和/或
所述第二胶液溶液质量百分比为粘结剂5％-10％和NMP87-95％制备成，其中总质量为100％。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述第二胶液溶液与NMP搅拌混合时间为120-270min，搅拌时间为60-150min。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，在所述第二混合溶液中加入陶瓷粉为陶瓷粉总量的30-70％；
继续加入陶瓷粉后，搅拌时间为120-180min。
作为上述浆料涂布方法的一种优选技术方案，所述双腔双层涂布模头电连接有控制面板。
本发明还提供了一种极片，使用浆料涂布方法进行涂布获得。
本发明有益效果：
通过使用双腔双层涂布模头，避免了使用两台涂布机同时涂两种浆料的占用空间大的问题，同时双腔双层涂布模头可由一人操作，减少用人成本。由于双腔双层涂布模头分别从不同腔室内流出，涂布过程中不会出现串料的风险。
附图说明
图1是本发明实施例提供的浆料涂布方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的正极浆料制备的流程图；
图3是本发明实施例提供的陶瓷浆料制备的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例中提供了一种浆料涂布方法，该浆料涂布方法能够在涂布过程中不占用较大的空间，且能够防止串料发生。
如图1所示，包括如下步骤：
S1、制备正极浆料和陶瓷浆料；
S2、将正极浆料和陶瓷浆料分别灌装在双腔双层涂布模头的两个腔体内；
S3、调整双腔双层涂布模头的涂布宽度和面密度并涂布极片。
其中，双腔双层涂布模头包括两个模头，即第一模头和第二模头，每个模头内设置有一腔体，其中正极浆料灌入第一模头的腔体内，陶瓷浆料灌入第二模头的腔体内，通过使用双腔双层涂布模头，避免了使用两台涂布机同时涂两种浆料的占用空间大的问题，同时双腔双层涂布模头可由一人操作，减少用人成本。由于双腔双层涂布模头分别从不同腔室内流出，涂布过程中不会出现串料的风险。
需要说明的是，正极浆料和陶瓷浆料的制备顺序没有特殊限定，制备时可根据实际情况制备。
作为优选地，如图2所示，在本实施例中制备正极浆料包括如下步骤：
S11、将粘结剂和NMP混合制备成第一胶液溶液；
S12、将LFP和导电剂按照投入搅拌缸中混合以获得第一混合溶液；
S13、在第一混合溶液中加入部分所述第一胶液溶液并搅拌；
S14、将剩余的第一胶液溶液加入搅拌缸中继续搅拌以获得正极浆料；
S15、将获得的正极浆料过滤待涂布使用。
作为优选地，在本实施例中，正极浆料以质量百分比计算包括：LFP96.2-97.2％，导电剂0.7-1.8％，粘结剂1.5-2.5％，其中，总质量为100％。优选地，LFP为磷酸铁锂，以LFP、导电剂和粘结剂的总质量为100％计，LFP的质量百分含量为96.2％、96.3％、96.4％、96.5％、96.6％、96.7％、96.8％、96.9％、97％、97.1％或97.2％等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
优选地，以LFP、导电剂和粘结剂的总质量为100％计，粘结剂的质量百分含量为1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％或2.5％等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
优选地，以LFP、导电剂和粘结剂的总质量为100％计，导电剂的质量百分含量为0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、或1.8％等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
可以理解是，在制备第一胶液溶剂时，粘结剂和NMP比例按照(4-10％)：(90-96％)混合获得第一胶液溶液，混合完成后，将LFP和导电剂混合后搅拌，其中LFP和导电剂在搅拌缸中搅拌，以使二者搅拌均匀获得第一混溶液，在第一混合溶液内倒入部分第一胶液溶液，而后继续搅拌，其中部分是指投入的第一胶液溶液占第一胶液溶液总量的30％-60％，搅拌完成后，将剩余的第一胶液溶液再次倒入并继续搅拌，获得的正极浆料细度＜8μm。
优选地，LFP和导电剂在搅拌缸中搅拌时间为30-60min，例如可以是30min、40min、50min或60min。
优选地，在第一混合溶液内倒入部分第一胶液溶液继续搅拌时间为60-180min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min或180min等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
优选地，将剩余的第一胶液溶液再次倒入并继续搅拌，搅拌时间为60-90min。例如可以是60min、70min、80min或90min等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
优选地，正极浆料粘度为10000-25000cp。例如可以是11000cp、12000cp、13000cp、14000cp、15000cp、16000cp、17000cp、18000cp、19000cp、20000cp、21000cp、22000cp、23000cp、24000cp或25000cp等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
其中，在本实施例中，正极浆料过滤是通过150目的不锈钢网过滤，固含量为56-65％。正极浆料过150目不锈钢网的目的是除去搅拌过程中可能存在的团聚小颗粒，防止团聚小颗粒在涂布时损害极片。
在本实施例中，步骤12中对于LFP的投放分两次进行，每次投入总量的一半，其中投入一半的LFP与导电剂混合10min钟后再投入另一半的LFP，再继续搅拌，该种投放方式能够使LFP和导电剂混合更为均匀。
作为优选地，在本实施例中，如图3所示，制备陶瓷浆料包括如下步骤：
S21、先将粘结剂和NMP制备成第二胶液溶液；
S22、在第二胶液溶液内加入NMP搅拌混合获得第二混合溶液；
S23、在第二混合溶液中加入陶瓷粉搅拌；
S24、在加入陶瓷粉的第二混合溶液中继续加入陶瓷粉搅拌获得陶瓷浆料；
S25、将陶瓷浆料过滤待涂布使用。
作为优选，在本实施例中，陶瓷浆料以质量百分比计算包括：陶瓷粉10-45％，粘结剂61-65％，NMP 3-7.1％，其中，总质量为100％。可以理解的是，在制备第二胶液溶剂时，由于第一胶液溶液和第二胶液溶液质量百分比相同，故第一胶液溶液和第二胶液溶液可以同时制备，粘结剂和NMP二者可采用相同的比例进行混合，从而节省正极浆料和陶瓷浆料所需的制备时间。
作为优选地，在本实施例中，第二胶液溶液与NMP搅拌混合时间为120-270min，例如可以是120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min、240min、250min、260min或270min等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
第二胶液溶液与NMP搅拌完成后，加入部分陶瓷粉搅拌，即在第二混合溶液中加入陶瓷粉为陶瓷粉总量的30-70％。其中，搅拌时间为60-150min。例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min或150min等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
搅拌完成后，将剩余的陶瓷粉加入继续搅拌获得陶瓷浆料，搅拌时间为120-180min。例如可以是120min、130min、140min、150min、160min、170min或180min等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
搅拌完成后，对陶瓷浆料过滤从而使陶瓷浆料达到涂布要求。其中，在本实施例中，陶瓷浆料过滤是通过150目的不锈钢网过滤，固含量为56-65％。陶瓷浆料过150目不锈钢网的目的是除去搅拌过程中可能存在的团聚小颗粒，防止团聚小颗粒在涂布时损害极片。
作为优选，本实施例中陶瓷浆料固含量为56-65％，例如可以是56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％或65％等。但并不仅限于所列举的点值，只要在上述数值范围内的值同样适用。
本发明中还提供了一种极片，使用本实施例中提供的浆料涂布方法进行涂布获得。该极片制造成本低，且成品率高。
本发明中，对混合搅拌转速及控制方式不作限定，只要是本领域技术人员常用的转速和控制方式，均适用于本发明。
在本实施例中，双腔双层涂布模头电连接有控制面板。需要说明的是，双腔双层涂布模头为现有技术，其结构为现有结构，故不再具体描述。控制面板与双腔双层涂布模头电连接，能够控制双腔双层涂布模头的涂布精度，即正极浆料和陶瓷浆料的流量控制，而后调整好涂布宽度和面密度后即可开始涂布。
本实施例中采用控制面板控制涂布精度而不是手动旋转流量阀，提高涂布精度，保证陶瓷浆料宽度和厚度一致性。
在本实施例中，在极片表面涂布正极浆料，极片两端涂布陶瓷浆料，当极片需要模切时，被切除的部分为陶瓷层，从而降低模切后极片的不良率。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种浆料涂布方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备正极浆料和陶瓷浆料；
将正极浆料和陶瓷浆料分别灌装在双腔双层涂布模头的两个腔体内；
调整双腔双层涂布模头的涂布宽度和面密度并涂布极片。
2.根据权利要求1所述的浆料涂布方法，其特征在于，制备所述正极浆料包括如下步骤：
将粘结剂和NMP混合制备成第一胶液溶液；
将LFP和导电剂投入搅拌缸中混合以获得第一混合溶液；
在所述第一混合溶液中加入部分所述第一胶液溶液并搅拌；
将剩余的所述第一胶液溶液加入搅拌缸中继续搅拌以获得正极浆料；
将获得的所述正极浆料过滤待涂布使用。
3.根据权利要求2所述的浆料涂布方法，其特征在于，所述正极浆料以质量百分比计算包括：LFP 96.2-97.2％，导电剂0.7-1.8％，粘结剂1.5-2.5％，其中，总质量为100％。
4.根据权利要求3所述的浆料涂布方法，其特征在于，所述LFP和所述导电剂在搅拌缸中搅拌30-60min；
在所述第一混合溶液中加入30％-60％的第一胶液溶液搅拌，且搅拌时间为60-180min，剩余的所述第一胶液溶液加入搅拌缸中继续搅拌时间为60-90min，所述正极浆料细度＜8μm，粘度为10000-25000cp。
5.根据权利要求4所述的浆料涂布方法，其特征在于，所述LFP和所述导电剂混合时，所述LFP分两次投入所述导电剂中。
6.根据权利要求1所述的浆料涂布方法，其特征在于，制备陶瓷浆料包括如下步骤：
将粘结剂和NMP混合制备成第二胶液溶液；
在所述第二胶液溶液内加入NMP搅拌混合获得第二混合溶液；
在所述第二混合溶液中加入陶瓷粉搅拌；
在加入陶瓷粉的所述第二混合溶液中继续加入陶瓷粉搅拌获得陶瓷浆料；
将陶瓷浆料过滤待涂布使用。
7.根据权利要求6所述的浆料涂布方法，其特征在于，所述陶瓷浆料以质量百分比计算包括：陶瓷粉10-45％，所述第二胶液溶液61-65％，NMP 3-7.1％，其中总质量为100％；和/或
所述第二胶液溶液质量百分比为粘结剂5％-10％和NMP87-95％制备成，其中总质量为100％。
8.根据权利要求7所述的浆料涂布方法，其特征在于，所述第二胶液溶液与NMP搅拌混合时间为120-270min，搅拌时间为60-150min。
9.根据权利要求8所述的浆料涂布方法，其特征在于，在所述第二混合溶液中加入的陶瓷粉为陶瓷粉总量的30-70％；
继续加入陶瓷粉后，搅拌时间为120-180min。
10.一种极片，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的浆料涂布方法进行涂布获得。
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